通過(guò)擴(kuò)大波及體積提高聚驅(qū)采收率

姚洪田

中國(guó)石油大慶油田有限責(zé)任公司第五采油廠 （黑龍江 大慶 163510）

杏南油田從1999年以來(lái)陸續(xù)開(kāi)展了3個(gè)聚合物現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和5個(gè)工業(yè)化推廣區(qū)塊 (以下簡(jiǎn)稱(chēng)工業(yè)區(qū))，通過(guò)縮小井距、細(xì)分層系等措施，從老試驗(yàn)區(qū)的5.1%到小井距區(qū)的9.6%再到抗鹽試驗(yàn)區(qū)的10.0%，提高采收率比例逐漸提高。研究表明［1-3］，擴(kuò)大波及體積有助于進(jìn)一步提高聚驅(qū)采收率。而波及體積與聚合物注入?yún)?shù)、薄差層吸液情況、改注時(shí)機(jī)、深調(diào)剖效果等參數(shù)關(guān)系密切［2-8］。為實(shí)現(xiàn)杏南油田新增N13聚驅(qū)區(qū)塊的開(kāi)發(fā)效果，采收率不低于老試驗(yàn)區(qū)和小井距區(qū)，達(dá)到或超過(guò)抗鹽試驗(yàn)區(qū)的既定開(kāi)發(fā)目標(biāo)，有必要對(duì)其擴(kuò)大波及體積技術(shù)研究，以期在聚驅(qū)結(jié)束時(shí)獲得更佳的開(kāi)發(fā)效益。

1 N13聚驅(qū)工業(yè)區(qū)概況

1.1 地質(zhì)特征

N13聚區(qū)處于N開(kāi)發(fā)區(qū)純油區(qū)內(nèi)，覆蓋面積6.79 km2。儲(chǔ)層位于中生界白堊系下統(tǒng)姚家～青山口組中，包含SⅡ和PⅠ組等多個(gè)儲(chǔ)層。其中PI3層內(nèi)含豐富分流平原相河道砂，是聚驅(qū)的主要目的層。PI3層基本參數(shù)為：平均單井發(fā)育砂巖13.82 m，射開(kāi)及有效厚度分別為10.57 m和8.27 m,目的層地質(zhì)儲(chǔ)量 634.38×104t，地下孔隙體積 1 263.11×104m3。

1.2 油層動(dòng)用狀況

取心井資料顯示，PI3層總水洗比例為73.5%。其中：強(qiáng)水洗46.5%,驅(qū)油效率69.7%；中水洗27.0%,驅(qū)油效率42.5%；未水洗26.5%。受層內(nèi)非均質(zhì)和厚油層內(nèi)部物性?shī)A層影響，仍有低水洗的厚層。

1.3 開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀

截至2019年1月，N13聚驅(qū)工業(yè)區(qū)累計(jì)注入聚合物 919.78×104m3，注入孔隙體積 0.73 PV（PV 為孔隙體積），累計(jì)注入濃度1 292 mg/L，聚合物用量944.1 mg/L·PV。聚驅(qū)井累計(jì)采出程度達(dá)到51.66%，增油 50.50×104t。

2 擴(kuò)大波及體積措施分析

2.1 注入井高濃低速注聚階段合理參數(shù)分析

根據(jù)儲(chǔ)層有效厚度、滲透率情況和薄差層占比，將井分成4類(lèi)，分別為優(yōu)、良、中、差（表1）。

表1 注入井分級(jí)分類(lèi)表

按照表 1區(qū)分井組，A、B、C、D 4類(lèi)井組數(shù)分別為33口、29口、23口、18口；有效厚度分別為12.1 m、8.2 m、5.7 m、4.1 m；其滲透率分別為 0.302 μm2、0.267 μm2、0.208 μm2和 0.169 μm2。

N13聚驅(qū)工業(yè)區(qū)按照“先調(diào)后驅(qū)”的思路，注聚初期采用高濃低速段塞，地層憋壓至差層啟動(dòng)壓力，降濃提速，保證差層的有效動(dòng)用。根據(jù)不同井距下壓力上升空間與濃度情況，確定注聚初期平均注入1 750 mg/L左右。實(shí)施中，根據(jù)單井的滲透率和注入壓力設(shè)計(jì)5個(gè)級(jí)別注入濃度，詳見(jiàn)表2。

表2 濃度分級(jí)表

1）A類(lèi)井注聚初期濃度宜采用1 800～2 100 mg/L。采用1 500 mg/L濃度注入，1年后壓力上升幅度、視吸液指數(shù)降幅分別為2.4 MPa和22.7%，低于全區(qū)平均值3.2 MPa和32%，此時(shí)，憋壓效果差。同時(shí)，采用2 500 mg/L濃度注入，壓力上升和視吸液指數(shù)降幅均明顯高于全區(qū)平均值，此時(shí)剖面反轉(zhuǎn)較早，不利于區(qū)塊整體調(diào)整［3-4］。而采用1 800 mg/L和2 100 mg/L濃度，壓力上升幅度、視吸液指數(shù)下降幅度較合理，吸液厚度比例不斷上升，剖面效果不斷變好。因此認(rèn)為A類(lèi)井注聚初期適合采用1 800～2 100 mg/L的注入濃度。

2）B類(lèi)井注聚初期宜采用1 500～1 800 mg/L。與A類(lèi)井相似，采用1 200 mg/L濃度注入，1年后其平均注入壓力漲幅和視吸液指數(shù)降幅均較低，效果較差。采用2 100 mg/L濃度，注壓和吸液指數(shù)漲降明顯，剖面反轉(zhuǎn)過(guò)早。而采用1 500 mg/L和1 800 mg/L濃度，注入壓力漲幅、視吸液指數(shù)降幅較合理，剖面改善較好。因此認(rèn)為B類(lèi)井注聚初期適合采用1 500～1 800 mg/L的注入濃度。

3）C類(lèi)井注聚初期濃度宜采用 1 200～1 500 mg/L。采用濃度為1 800 mg/L和2 100 mg/L，注入壓力和視吸液指數(shù)變化過(guò)快，剖面反轉(zhuǎn)過(guò)快。而采用濃度為1 200 mg/L和1 500 mg/L注入，注壓漲幅、視吸液指數(shù)降幅較合理，剖面改善較好，與油層的匹配性較好。因此認(rèn)為C類(lèi)井適合采1 200～1 500 mg/L的注入濃度。

4）D類(lèi)井注聚初期濃度宜采用1 200 mg/L及以下。注聚初期注入濃度為1 200 mg/L，注壓漲幅略高于全區(qū)平均、視吸液指數(shù)降幅略高于全區(qū)，剖面得到一定程度的改善，此時(shí)效果較好。而注入濃度大于1 200 mg/L，剖面反轉(zhuǎn)過(guò)快。D類(lèi)井注聚初期適合1 200 mg/L及以下濃度。

2.2 降濃提速做法

區(qū)塊以注水時(shí)指示曲線的拐點(diǎn)壓力為依據(jù)，確定全區(qū)降濃提速的壓力界限為8.0 MPa；以高滲透層的厚度比例為依據(jù)，確定注聚量為120 mg/L·PV（圖 1～圖 2）。

實(shí)際生產(chǎn)中，區(qū)塊注入壓力為8.4 MPa、注聚量為137 mg/L·PV時(shí)開(kāi)始實(shí)施降濃提速。根據(jù)情況，對(duì)76口井分3批降濃提速。采取措施后，注入濃度下降367 mg/L、日注入量提高775 m3。降濃提速整體上取得了較好的效果（表3）。

圖1 注入井指示曲線

圖2 油層滲透率分布圖

如圖3所示，從分批井來(lái)看，3批井措施前后吸液厚度比例和薄差層相對(duì)吸液量分別提高了6.4%、12.2%、3.6%和3.6%、11.6%、6.9%，二者均表現(xiàn)為先升后降趨勢(shì)。

表3 分批降濃提速井統(tǒng)計(jì)表

圖3 調(diào)整前后吸液厚度與薄差層相對(duì)吸液量變化趨勢(shì)圖

2.3 完善改注做法

N13聚驅(qū)工業(yè)區(qū)在注入0.52 PV、注聚量800.4 mg/L·PV時(shí)開(kāi)始改注700萬(wàn)中分抗鹽聚合物，改注時(shí)根據(jù)單井壓力升高空間，優(yōu)化設(shè)計(jì)了聚合物注入濃度［5-7］。①對(duì)壓力升高空間低于0.5 MPa的井降濃降黏；②壓力升高空間為0.5～1.0 MPa的井保持改注前黏度；③壓力升高空間為1.0～2.0 MPa的井保持改注前濃度；④壓力升高空間≥2.0 MPa的井提濃提速。

改注前后對(duì)比，注入濃度下降了85 mg/L，注入黏度提高了4.1 mPa·s，每口井日增注3 m3，改注整體上取得了較好的效果。這是因?yàn)椋⒕壑泻笃谝詣?dòng)用薄差油層為主，700萬(wàn)中分抗鹽聚合物與其匹配性更好，因此改注后取得了較好的效果，詳見(jiàn)表4。

措施后注入壓力下降了0.4 MPa、視吸液指數(shù)提高了0.03 m3/(d·m·MPa)；注入剖面測(cè)試結(jié)果顯示層數(shù)動(dòng)用比例提高了5.7%、有效厚度動(dòng)用比例提高了6.3%。如圖4所示，改注后各類(lèi)井注入壓力均有所下降，吸水剖面得到改善。從有效厚度吸液比例和薄差層相對(duì)吸液量上看，C、D類(lèi)明顯好于A、B類(lèi)。

表4 N13聚驅(qū)工業(yè)區(qū)改注單井注入?yún)?shù)設(shè)計(jì)表

圖4 N13聚驅(qū)工業(yè)區(qū)分類(lèi)井改注前后對(duì)比圖

2.4 完善深度調(diào)剖方法

2.4.1 制定技術(shù)規(guī)范

在注聚過(guò)程中，對(duì)于部分A、B類(lèi)井，通過(guò)注入高分子高濃度聚合物仍無(wú)法對(duì)高滲透層進(jìn)行有效的封堵。而采取深度調(diào)剖可及時(shí)封堵高滲透層，提高油層動(dòng)用狀況［8-14］。在調(diào)剖的過(guò)程中，通過(guò)分析與總結(jié)，逐漸形成了深度調(diào)剖的技術(shù)規(guī)范（表5）：①注聚前水驅(qū)階段對(duì)特高滲透帶封堵；②含水下降階段采取調(diào)整剖面均衡壓力措施；③含水低值階段采取控制見(jiàn)聚濃度突破措施。

2.4.2 優(yōu)化段塞設(shè)計(jì)

根據(jù)不同注聚階段的注入壓力水平、注入濃度及連通采出井的開(kāi)采狀況，優(yōu)化設(shè)計(jì)調(diào)剖段塞，詳見(jiàn)表6。

N13工業(yè)區(qū)深度調(diào)剖27口井，其中注聚前水驅(qū)階段階段8口，含水下降階段12口，含水回升階段7口。由表7數(shù)據(jù)可以看出，從調(diào)剖層位視吸水指數(shù)降幅、吸液厚度提高幅度、連通采出井最大含水下降值、單井累計(jì)增油效果來(lái)看，注聚前水驅(qū)階段期深調(diào)效果最好，含水下降期次之，含水回升期較差。

表5 深度調(diào)剖技術(shù)規(guī)范

表6 不同階段調(diào)剖段塞濃度

表7 調(diào)剖井調(diào)剖效果統(tǒng)計(jì)表

3 實(shí)施效果

從目前的開(kāi)發(fā)效果看，N13聚驅(qū)效果與其他區(qū)塊相比較，與已開(kāi)發(fā)的全區(qū)其他3個(gè)區(qū)塊相比，效果要好于小井距試驗(yàn)區(qū)和老試驗(yàn)區(qū)，與抗鹽試驗(yàn)區(qū)相當(dāng)（圖 5）。

N13聚驅(qū)效果與北部油田其他區(qū)塊相對(duì)比選擇了4個(gè)與N13聚驅(qū)工業(yè)區(qū)油層條件相似的注聚區(qū)塊進(jìn)行效果對(duì)比。與北部區(qū)塊相對(duì)比，提高采收率幅度相當(dāng)，采出程度相當(dāng)（表8）。

圖5 全區(qū)聚驅(qū)區(qū)塊對(duì)標(biāo)曲線

表8 與北部聚驅(qū)區(qū)塊效果對(duì)比表 %

4 結(jié)論

1）A、B、C、D 4 類(lèi)井高濃低速注入階段適宜的注入濃度分別為 1 800～2 100 mg/L、1 500～1 800 mg/L、1 200～1 500 mg/L 和 1 200 mg/L 及以下，此時(shí)注入壓力上升幅度、視吸液指數(shù)下降幅度較合理，剖面改善效果最好。

2）區(qū)塊以注水時(shí)指示曲線的拐點(diǎn)壓力為依據(jù)，確定降濃提速的壓力界限為8.0 MPa以上，措施前后吸液厚度比例和薄差層相對(duì)吸液量呈先升后降。

3）根據(jù)壓力上升空間制定改注措施，改注后各類(lèi)井注入壓力均有所下降，C、D類(lèi)井改善情況好于A、B類(lèi)井。

4）深調(diào)剖時(shí)，宜對(duì)注聚前水驅(qū)階段采取封堵特高滲透條帶措施、含水下降階段采取調(diào)整剖面均衡壓力措施、含水低值階段控制見(jiàn)聚濃度突破。采出井增油同時(shí)，注入層位視吸水指數(shù)下降；吸液厚度提高，采出井最大含水下降。

5）采收率和采出程度與北部聚驅(qū)區(qū)塊相比，提高幅度相當(dāng)，全區(qū)開(kāi)發(fā)效果良好。